hyosung tranaformer

변압기의 용량을 결정하려면 변압기의 권선 온도에서 결정되는 열적 조건을 만족함과 동시에

부하설비의 크기와 종류, 운전조건 등의 관련사항을 검토해야 한다.

변압기의 용량을 선정할 때 검토해야 할 사항

① 부하조사

② 급전방식과 변압기 대수

③ 전압변동과 전압강하 및 순시 정전시의 대책

④ 주위온도와 발열량의 파악, 냉각방식

⑤ 지락보호방식

⑥ 단락전류의 추정과 차단기의 선정

⑦ 부하의 Balance, 시간정격

⑧ 기타 사항

급전방식과 변압기 대수의 검토

부하용량이 적산되면 다음에 이것을 어떻게 배분하는가를 검토하게 된다.

1) 단급전방식

〈그림 1-1〉과 같이 변압기 1대에 의해 급전하는 방법으로 가장 많이 채용되고 있다.

부하용량이 커지거나 부하의 중요도 등에 따라 2대 이상의 변압기로 나누어 급전하는 경우도

있다. 단, 이 경우는 변압기 1차반도 증가한다.

이 방식은 가장 경제적이지만 변압기에 고장이 생겼을 때의 정전 시간이 길어지는 결점이

있다.

제1장 변압기 | 21

〈그림 1-1〉단급전방식

2) 2대의 변압기에 의한 급전방식

이 방식은〈그림 1-2〉와 같이 2대의 변압기를 사용하여 급전의 신뢰도를 향상시키는 방법이다.

각 변압기의 단독운전과 병렬운전의 두 가지 운전방식이 채택되어 있고 병렬운전의 경우 단락전류

는 단독운전의 2배가 된다.

■변압기의 용량 결정 방법

변압기의 부하율을 약 1/2로 하여 변압기 1대로도 급전할 수 있게끔 한다.

1대의 변압기에 고장이 생겼을 때 변압기의 단시간 과부하용량을 고려한 부하율에 의해 정

한다.

1대의 변압기에 고장이 생겼을 때 부하를 제한하여 다른 1대로 급전한다. 이 경우는 제한한

후 부하에 상당하는 용량의 변압기를 선정한다.

변압기는 부하와 동 용량의 것을 사용한다. 이 경우가 변압기 용량으로서는 최소의 것이 적

용된다.

〈그림 1-2〉 2대의 변압기에 의한 급전방식

22 | Ⅱ.기술사항

3) 2대 이상의 변압기에 의한 급전방식

〈그림 1-3〉과 같이 2대 이상의 변압기를 병렬 운전하는 방식이며 보통 스폿네트워크시스템이

라고 부른다. 무정전 급전이 확보되기 때문에 빌딩 등에서 많이 채용되고 있다.

2차 단락 전류는 변압기 1대분 대수와 같이 커진다.

최대수요전력 100변압기의 용량 = ──────── × ────── 에 상당하는 용량의 변압기를 선정한다.

변압기 대수 - 1 과부하율(%)

변압기는 일반적으로 동일 용량의 것을 사용한다.

〈그림 1-3〉 스폿네트워크시스템

변압기 냉각방식

변압기는 권선 및 철심을 직접 냉각하는 매체와 냉각하는 주위의 냉각매체(공기 또는 물)의 종

류와 순환방식에 따라 JEC 168에서는〈표1-1〉과 같이 분류하고 있다.

⑴ 건식 자냉식은 일반적으로 소용량의 변압기에 한해서 쓰인다.

⑵ 건식 풍냉식은 권선하부에 풍도를 마련하여 송풍기로 바람을 불어넣어 방열효과를 향상시키

는 것으로 500kVA 이상의 경우에 채용하면 경제적이다.

⑶ 유입 자냉식은 보수가 간단하여 가장 널리 쓰인다. 권선철심의 발생열은 대류에 의해 우선

기름에 전해지고 다시 탱크 벽에 전달되어 탱크벽 외측 표면에서 방사와 공기의 대류에 의

해 방열된다.

30~60MVA 이상의 대용량에서는 소요 방열기 수가 많아지므로 자냉식보다도 강제 냉각

방식이 일반적으로 유리하다.


⑷ 유입 풍냉식은 유입 자냉식의 방열기에 송풍기로 바람을 보내어 방열효과를 증가시킨 것이

다. 부하율이 낮은 변압기에서는 피크 부하일 때만 송풍기를 운전하고 부하가 감소 했을 때

에는 송풍기를 멈추어 자냉식으로써 운전할 수도 있다.

기설 자냉식 변압기에 송풍기를 부착하여 풍냉식으로 개조하면 20~30％정도의 용량 증가

가 가능하다.

⑸ 유입 수냉식은 냉각수관을 탱크상부의 내벽을 따라 배치하고 펌프로 물을 순환 시켜서 기름

을 냉각하는 방식이다. 냉각수의 질이 좋지 못하면 물때가 끼거나, 수관이 부식되어 보수하

기가 불편하다.

⑹ 송유 자냉식은 방열기 뱅크를 따로 두고 본체 탱크와의 접속관로의 도중에 송유펌프를 설치

하여 기름을 강제적으로 순환시키는 방식이다. 소음 또는 오손방지 때문에 변압기 본체는

옥내에 설치하고 방열기 뱅크는 옥외에 설치하는 경우에 쓰인다.

⑺ 송유 풍냉식에는 송유자냉식의 방열기 뱅크에 송풍기를 설치한 것 등 각종 방식이 있는데

가장 널리 쓰이고 있는 것은 탱크 주위에 송유풍냉식 유니트 쿨러를 설치하는 방식이다.

〈표 1-1〉냉각방식의 분류와 표기 기호(JEC 168)


냉각방식

건식자냉식

건식풍냉식

건식 폐자냉식

유입자냉식

유입풍냉식

유입수냉식

송유자냉식

송유풍냉식

송유수냉식

표시기호

AN

AF

ANAN

ONAN

ONAF

ONWF

OFAN

OFAF

OFWF

종 류

공 기

공 기

공기(가스)

유

유

유

유

유

유

순환방식

자 연

강 제

자 연

자 연

자 연

자 연

강 제

강 제

강 제

종 류

공기(가스)

공 기

공 기

냉각수

공 기

공 기

냉각수

순환방식

자 연

자 연

강 제

강 제

자 연

강 제

강 제

권선철심의 냉매체 주위의 냉각매체

변압기의 결선 방식은 한전으로부터의 수전방식, 병렬운전방식, 접지방식 등과 부하의 종류에

따르는 요구 전압과 방식에 따라 결정된다.

수용가 입장에서 보면 변압기의 1차측 결선을 Δ로 하거나 Ｙ로 하거나 간에 운용면에서 문제

가 없지만 한전 입장에서 보면 수용가의 자체사고에 대한 부담 능력이나 보호능력, 한전 개폐장치

와의 보호 협조, 수용가의 사고로 인한 한전 배전 계통에 주는 향, 타 수용가에 주는 피해 정도

(정전 피해 등)가 문제되고 변압기 제작사의 입장에서 보면 제작 능력과 안전 보증문제 및 한전의

요구사항 또는 법적 문제가 있다.

현재의 세계적인 추세는 전압이 100kV이상 또는 100kV미만이라도 용량이 적고 전류가 적은

권선의 경우에는 Ｙ결선을 채용하는 것이 일반적이다.

또한 OLTC가 설치된 변압기의 경우 중성점 측에 Tap 변환기를 배치하는 것이 유리하기 때문

에 Ｙ결선을 많이 채용한다. 변압기의 1, 2차를 전부 Ｙ결선 하여야 할 경우에는 고조파문제, 유

도문제 등이 발생하므로 변압기의 철심구조나 계통의 접지방식에 따라 3차권선을 Δ로 결선하여

야 할 필요가 있다.

변압기의 결선별 특징을 나타내면 다음과 같다.

Y-Y 결선

⑴ 1차, 2차측 모두 중성점 접지가 가능하여 이상전압을 경감시킬 수 있다.

⑵ 저전압(선간전압／ ), 대전류(선전류)이므로 권선의 점적율이 좋으며, 상전압이 선간전압

의 1／ 이 되어 고전압 권선에 적합하다.

⑶ 중성점을 접지 할 수 있으므로 단절연 방식을 채택할 수 있다.

⑷ 변압비, 권선 Impedance가 서로 틀려도 순환전류가 흐르지 않는다.

⑸ 제3고조파 여자전류의 통로가 없으므로 유도전압 파형은 제3고조파를 포함한 왜형파가 되

고 권선의 절연 Stress가 증가한다.

Y-Y-Δ 결선

⑴ 상기 Ｙ-Ｙ결선의 제3고조파를 제거하기 위하여 안정권선(Δ)을 삽입한 결선이다.


⑵ 1차 또는 2차에서 Surge 침입시 안정권선이 흡수하게 되므로 고전압이 유기되어 절연이

파괴되기 쉽다

Y-Δ 결선

⑴ 2차측 상전류가 선전류의 1／ 배이므로 대전류에 적합하다.

⑵ 3상 입력, 출력의 전압, 전류간에 위상변위가 생긴다.

⑶ 각상의 권선 Impedance가 다르면 3상 부하가 평형되어 있어도 부하전류는 불평형이 된다.

Δ-Δ 결선

⑴ 제3고조파 여자전류가 Δ결선 내를 순환하므로 정현파 교류전압이 유기되어 기전력이 왜곡

을 일으키지 않는다.

⑵ 변압기의 상전류가 선전류의 1／ 이 되어 대전류에 적합하다.

⑶ 중성점을 접지할 수 없으므로 지락전류의 검출이 곤란하다.

⑷ 각상의 권선 Impedance가 다르면 평형의 3상부하라도 변압기의 부하전류는 불평형이

된다.

Δ-Y 결선

⑴ 1차, 2차간에 30°의 위상변위가 있다.

⑵ 중성점을 접지할 수 있으므로 단절연 방식을 채택할 수 있다.

⑶ Ｙ결선에서 상전압이 1／ 이 되어 고전압의 결선에 적합하다.

⑷ 변압비, 권선 Impedance가 서로 틀려도 순환전류가 흐르지 않는다.

⑸ 부하시 탭 변환장치(OLTC)를 설치할 경우 저압 측에 대전류용을 사용하여야 하므로

고가이다.


변압기 기준 용량별 주요 특성 및 외형치수는 다음과 같으며 적용사양에 따라 다소 변경되어

질수 있다.

154kV급 변압기

⑴ Air Bushing Type 〈그림 1-4〉

〈표 1-2〉변압기 용량별 주요 특성치 (Air Bushing Type) (Y-Δ 기준)


용 량(MVA)

10 / ─

15 / 20

20 / 25

25 / 30

30 / 40

40 / 50

50 / 65

효 율(%)

99.30 이상

99.35 이상

99.40 이상

99.42 이상

99.45 이상

99.50 이상

99.52 이상

% Z(OA Base)

8.5

10.0

11.0

11.5

12.0

12.5

13.0

중 량(Ton)

44.0

51.5

56.0

61.5

65.0

86.0

97.0

W

6,200

6,400

6,900

7,200

7,400

7,700

8,000

D

4,800

5,000

5,400

5,800

5,900

6,100

6,400

H

5,300

5,400

5,400

5,500

5,500

5,600

5,700

외 형 치 수 (mm)비 고

⑵ Oil to Gas Bushing Type 〈그림 1-5〉

〈표 1-3〉변압기 용량별 주요 특성치 (Oil to Gas Bushing Type) (Y-Δ 기준)


용 량(MVA)

10 / ─

15 / 20

20 / 25

25 / 30

30 / 40

40 / 50

50 / 65

효 율(%)

99.30 이상

99.35 이상

99.40 이상

99.42 이상

99.45 이상

99.50 이상

99.52 이상

% Z(OA Base)

8.5

10.0

11.0

11.5

12.0

12.5

13.0

중 량(Ton)

48.0

55.5

60.5

65.0

69.5

93.0

104.0

W

6,600

7,000

7,200

7,400

7,800

8,200

8,700

D

4,400

4,600

5,000

5,200

5,300

6,000

7,200

H

5,400

5,600

5,700

5,900

6,000

6,100

6,300

외 형 치 수 (mm)비 고

유입 배전 변압기

표준품 변압기의 대략적인 외형치수 및 전기적 특성은 다음과 같다.

⑴ 표준외형〈그림 1-6〉

〈그림 1-6〉표준외형


ⓐ 圖 ⓑ 圖 ⓒ 圖 ⓓ 圖

ⓔ 圖 ⓕ 圖 ⓖ 圖 ⓗ 圖

⑵ 표준치수

〈표 1-4〉단상변압기

〈표 1-5〉삼상변압기


용 량(kVA)

10

15

20

30

50

75

100

150

전압계급(kV)

22.9 / 저압

6.6(3.3)/ 저압

22.9 / 저압

6.6(3.3)/ 저압

22.9 / 저압

6.6(3.3)/ 저압

22.9 / 저압

6.6(3.3)/ 저압

22.9 / 저압

6.6(3.3)/ 저압

22.9 / 저압

6.6(3.3)/ 저압

22.9 / 저압

6.6(3.3)/ 저압

22.9 / 저압

6.6(3.3)/ 저압

A

1,090

650

1,090

780

1,180

830

1,180

830

1,180

910

1,300

910

1,330

1,020

1,190

1,140

B

480

410

480

450

480

610

650

650

750

750

810

780

810

810

820

800

C

500

430

500

470

500

490

500

520

580

630

660

620

660

670

840

820

중 량(kg)

145

97

155

130

180

143

200

185

290

280

405

320

455

430

730

710

외형도유 형

ⓐ

ⓑ

ⓐ

ⓑ

ⓐ

ⓑ

ⓐ

ⓑ

ⓐ

ⓑ

ⓐ

ⓑ

ⓐ

ⓑ

ⓔ

외 형 치 수 (mm)

용 량(kVA)

50

75

100

150

전압계급(kV)

22.9 / 저압

6.6(3.3)/ 저압

22.9 / 저압

6.6(3.3)/ 저압

22.9 / 저압

6.6(3.3)/ 저압

22.9 / 저압

6.6(3.3)/ 저압

A

1,100

970

1,150

1,010

1,220

1,050

1,220

1,070

B

850

860

860

850

990

920

720

710

C

580

550

690

640

1,140

700

1,000

1,000

중 량(kg)

420

390

535

510

665

540

765

690

외형도유 형

ⓒ

ⓒ

ⓒ

ⓓ


⑶ 배전급 변압기 (200~2000kVA)

〈표 1-6〉단상변압기


용 량(kVA)

200

250

300

350

400

500

750

전압계급(kV)

22.9 / 저압

6.6(3.3)/ 저압

22.9 / 저압

6.6(3.3)/ 저압

22.9 / 저압

6.6(3.3)/ 저압

22.9 / 저압

6.6(3.3)/ 저압

22.9 / 저압

6.6(3.3)/ 저압

22.9 / 저압

6.6(3.3)/ 저압

22.9 / 저압

6.6(3.3)/ 저압

A

1,300

1,180

1,300

1,220

1,360

1,240

1,370

1,320

1,410

1,400

B

840

900

960

1,040

930

1,130

1,020

1,100

1,090

1,100

1,140

1,110

1,300

1,250

C

940

990

1020

1,170

990

1,190

1,040

1,250

1,150

1,270

1,190

1,260

1,370

1,400

중 량(kg)

835

760

940

935

1,070

995

1,185

1,150

1,330

1,300

1,540

1,470

2,470

2,360

외형도유 형

ⓔ

ⓔ

ⓔ

ⓔ

ⓔ

ⓔ

ⓔ


※단상 변압기인 경우는 ⓔ 圖의 인출 부싱 수량이 변경 / 적용되어져야 한다.

〈표 1-7〉삼상변압기


용 량(kVA)

200

250

300

350

400

500

600

750

1,000

1,250

1,500

2,000

전압계급(kV)

22.9 / 저압

6.6(3.3)/ 저압

22.9 / 저압

6.6(3.3)/ 저압

22.9 / 저압

6.6(3.3)/ 저압

22.9 / 저압

6.6(3.3)/ 저압

22.9 / 저압

6.6(3.3)/ 저압

22.9 / 저압

6.6(3.3)/ 저압

22.9 / 저압

6.6(3.3)/ 저압

22.9 / 저압

6.6(3.3)/ 저압

22.9 / 저압

6.6(3.3)/ 저압

22.9 / 저압

6.6(3.3)/ 저압

22.9 / 저압

6.6(3.3)/ 저압

22.9 / 저압

6.6(3.3)/ 저압

A

1,260

1,130

1,270

1,130

1,280

1,130

1,300

1,130

1,310

1,190

1,460

1,340

1,460

1,360

1,500

1,580

1,600

1,630

1,620

1,780

1,680

1,790

1,920

1,700

B

820

860

940

910

1,000

1,010

1,070

1,080

1,140

1,140

1,060

1,080

1,180

1,240

1,250

1,230

1,970

1,940

2,050

2,040

2,050

2,220

2,360

2,430

C

1,100

1,180

1,250

1,220

1,290

1,320

1,390

1,390

1430

1,480

1,400

1,420

1,460

1,530

1,600

1,610

1,850

1,910

1,960

1,920

2,120

2,000

2,310

2,300

중 량(kg)

975

855

1,080

995

1,250

1,085

1,370

1,195

1,510

1,385

1,695

1,550

1,920

1,820

2,450

2,370

2,900

3,100

3,700

3,600

3,850

4,200

5,150

5,040

외형도유 형

ⓔ

ⓔ

ⓔ

ⓔ

ⓔ

ⓔ

ⓔ

ⓔ

ⓕ

ⓕ

ⓕ

ⓕ


⑷ 배전급 변압기 (3,000~10,000kVA)

〈표 1-8〉삼상 부싱 상부인출

〈표 1-9〉삼상 부싱 측면인출


용 량(kVA)

3,000

4,000

5,000

6,000

7,500

8,000

9,000

10,000

전압계급(kV)

22.9 /6.6(3.3)

22.9 /6.6(3.3)

22.9 /6.6(3.3)

22.9 /6.6(3.3)

22.9 /6.6(3.3)

22.9 /6.6(3.3)

22.9 /6.6(3.3)

22.9 /6.6(3.3)

A

2,860

2,950

3,110

3,150

3,310

3,350

3,450

3,500

B

2,100

2,760

2,850

3,350

3,650

3,750

3,850

3,950

C

2,310

2,850

2,950

3,150

3,710

3,850

2,980

4,010

중 량(kg)

7,650

9,800

10,200

12,100

14,600

15,500

16,200

17,000

외형도유 형

ⓖ

ⓖ

ⓖ

ⓖ

ⓖ

ⓖ

ⓖ

ⓖ


용 량(kVA)

3,000

4,000

5,000

6,000

7,500

8,000

9,000

10,000

전압계급(kV)

22.9 /6.6(3.3)

22.9 /6.6(3.3)

22.9 /6.6(3.3)

22.9 /6.6(3.3)

22.9 /6.6(3.3)

22.9 /6.6(3.3)

22.9 /6.6(3.3)

22.9 /6.6(3.3)

A

2,900

2,910

3,020

3,120

3,210

3,260

3,310

3,360

B

3,240

3,440

3,600

3,760

3,850

3,910

3,950

3,950

C

2,740

3,300

3,000

3,700

3,810

3,950

4,120

4,450

중 량(kg)

7,850

10,500

11,400

12,800

15,800

16,100

16,750

17,100

외형도유 형

ⓗ

ⓗ

ⓗ

ⓗ

ⓗ

ⓗ

ⓗ

ⓗ


※ⅰ) 삼상 3000kVA 이상의 외형치수는 1, 2차 전압이 특고압-고압 즉, 22.9/6.6kV 또는 22.9/3.3kV를기준했을 때의 치수이다.

ⅱ) 적용 용량에 따라 콘서베이타의 위치는 변경/적용되어질 수 있다.

⑸ 단상 변압기 (125~1,000kVA)

〈표 1-10〉유입전력변압기 외형치수 (단상)


용 량(kVA)

125

150

200

250

300

350

400

450

500

600

750

1,000

1차 전압(kV)

22.96.6(3.3)0.6 이하22.9

6.6(3.3)0.6 이하22.9

6.6(3.3)0.6 이하

22.9

6.6(3.3)

22.9

6.6(3.3)

22.9

6.6(3.3)

22.9

6.6(3.3)

22.9

6.6(3.3)

22.9

6.6(3.3)

22.9

6.6(3.3)

22.9

6.6(3.3)

22.9

6.6(3.3)

2차 전압(kV)

0.6 이하0.6 이하0.6 이하0.6 이하0.6 이하0.6 이하0.6 이하0.6 이하0.6 이하

6.6(3.3)kV0.6 이하0.6 이하

6.6(3.3)kV0.6 이하0.6 이하

6.6(3.3)kV0.6 이하0.6 이하

6.6(3.3)kV0.6 이하0.6 이하

6.6(3.3)kV0.6 이하0.6 이하

6.6(3.3)kV0.6 이하0.6 이하

6.6(3.3)kV0.6 이하0.6 이하

6.6(3.3)kV0.6 이하0.6 이하

6.6(3.3)kV0.6 이하0.6 이하

A1,3001,2601,1001,3501,3101,1501,3701,3201,2001,3901,3401,3001,4901,4001,3801,5501,5001,4001,5601,5301,4101,5601,5301,4101,5601,5501,4501,6001,6201,5001,7501,8001,7001,8501,9001,800

B900870880920890900

1,060950950

1,2501,6001,5501,6201,3501,3501,7001,6501,4001,8001,7301,6301,8501,7801,8001,9601,8501,8302,0501,9501,9502,0002,0001,9802,6002,7502,600

C1,100950

1,0001,1501,0001,0501,2801,1001,1501,1001,0201,1601,1101,2601,3001,1501,3001,3001,2001,3001,3401,2501,3501,3501,2801,4501,5501,4001,5501,6501,5001,6001,7001,9502,1001,950

총 중 량(kg)

750730710800780740960920900

1,1001,0501,0301,2001,1501,1001,3201,2201,2001,4501,4501,3501,5601,5801,4901,6201,6501,6001,8501,9501,8002,3102,4502,2802,9003,1002,880

외 형 도Type

ⓒ

ⓒ

ⓔ

ⓔ

ⓔ

ⓔ

ⓔ

ⓔ

ⓔ

ⓔ

ⓔ

ⓔ


동작원리

OLTC는 부하시에 변압기의 전압비를 조정하므로 변압기의 탭 권선은 OLTC의 탭 선택기와

결선 되어 있다. 탭 선택기는 선택된 동작 탭의 위치를 무부하 상태에 있는 절환 스위치의 접점에

연결시키고, 절환 스위치는 동작 전류를 선택된 탭에 전달시켜 준다. 탭 절환기가 동작 범위의 중

간 위치를 지날 때는 전위 절환 선택기가 파인 탭 선택기와 동시에 동작하고, 두 선택기의 가동

부분은 동작시 무부하상태에 있게 된다. 절환스위치는 동작전류를 부하상태에 있는 탭에서 선택된

탭으로 옮겨주며 그 기계적 구동력의 전달 상태는 다음과 같다.

탭 절환 작용은 모터 구동장치 내의 모터를 구동시킴으로서 시작된다.

구동력은 구동축을 통하여 탭 절환기 헤드 상의 상부 기어 유니트에 전달되고 핀 결합으로 상

부 기어 유니트와 연결된 하부 기어 유니트는 회전동작을 탭 절환동작 때마다 절반으로 감소시켜

절연축과 에너지 축적기용 가속기 및 구동축을 구동시킨다

가속기는 에너지 축적기의 와인딩 업 활대를 해제 위치로 옮기고 콕킹 활대가 캠 디스크(Cam

Disc)와 폴(Pawl)에 의해서 제자리에 있는 동안에 와인딩 업 활대와 콕킹 활대 사이의 스프링을

압축시킨다.

구동축의 회전운동은 유격실을 통해서 탭 선택기 기어로 전달되고, 이는 탭 선택 접촉 브릿지

를 한 스탭에 해당하는 각도만큼 움직여 주어서 접촉 브릿지는 무부하상태에서 필요한 탭 단자에

접속될 수 있다.

해제 위치에 도달했을 때 와인딩 업 활대의 측면 암(Arm)은 콕킹 활대가 풀어져서 스프링을

해제시킬 수 있도록 폴(Pawl)을 록킹 캠 디스크(Locking Cam Disc)로부터 분리시킨다. 동시에

절환스위치 크랭크가 움직여서 동작전류를 한 탭에서 다른 탭으로 옮겨주며 폴은 활대를 새로운

위치로 옮겨서 캠 디스크에서 재작용하므로 에너지 축적기는 다음 탭절환 동작을 위해 다시 잠기

게 된다.

그래서 탭 절환기가 필요한 동작 위치에 도달하면 모터는 자동으로 정지한다.


〈그림 1-7〉스윗칭 시간도

생산범위〈표1-11〉


Type

M

Model

M Ⅲ 350

M Ⅲ 500

M Ⅰ 351

M Ⅰ 1200

3

3

1

1

350

500

350

1,200

1,000

1,400

1,000

3,100

3,300 18

무 유

대지간 시험전압(kV)

35 245 950 395

극 수 전 류(A)스탭용량(kVA)

스탭용량(kVA)

최대동작전압(kV)

1.2/50㎲ 50Hz

최대동작위치

절환선택기

※F Type OLTC는 주문에 의해 생산

OLTC의 선정

변압기에 필요한 조건을 만족시키는 탭 절환기를 선정하는 것은 매우 중요하다. 사양상의 여러

값은 충분한 안전율을 보장할 수 있는 것이므로 그 이상의 여유를 고려할 필요가 없다. 탭 절환기

의 선정에 있어서는 변압기 권선에 대한 제반 성질을 알아야 한다.

MVA 정격

결선 방식

정격 전압과 전압 조정 범위

절연 계급

〈그림 1-8〉은 탭 절환기의 선정 절차로서 일단 선택한 탭 절환기의 다음 특성들을 체크 하는

것이 좋다.

절환 스위치(혹은 탭 선택 스위치)의 개폐용량

순간 과부하

허용 단락강도

절환 스위치(혹은 탭 선택 스위치)의 접점수명

〈그림 1-8〉탭 절환기 선정절차


탭 절환기 선정 예

〈표1-12〉는 적당한 탭 절환기의 선정방법을 예시하고 있다.

각 기호는 다음과 같은 것을 표시한다.

Pn : 권선의 MVA정격

Umax／Umin : 권선 동작전압의 최대, 최소치

Un (x±y%) : 예) 154(±10%)kV의 조정 범위를 가지는 권선의 평균 선간전압

Imax : 각 상의 최대 동작전류

Ust : 각 상 스탭전압

Pstn : 정격스탭 용량

Pst : 스탭용량, 일반적으로 Pst＝Imax × Ust

Up 1.2／50㎲ : 충격 시험 전압

Up 60Hz : 교류 시험 전압

기본 사양에서 표준 전류와 스텝 용량에 따른 탭 절환기의 정격을 찾고 아래 항목을 검토한다.

⑴ 기본 회로도 (스텝 수와 절환 선택기의 사양에 따라 결정)

예)

위의 경우 내압이 충격전압보다 크므로 탭 선택기 B는 사용 가능하다.

⑵ 절연계급 (대지간 시험 전압에 따라)

예)

위의 모든 경우 내압이 충격전압보다 크므로 탭 선택기 B는 적당하다.


항 목 전 압

절연간격 a상의 충격 전압 250kV

탭 선택기 B의 내압 265kV

절연간격 b상의 충격 전압 220kV


항 목 전 압

절연간격 a상의 충격 전압 152kV


절연간격 b상의 충격 전압 170kV


절연간격 c상의 충격 전압 330kV


절연간격 d상의 충격 전압 190kV



〈그림 1-9〉결선도(단상분)

① ②

③ ④

110(1±11%)kV

220(1±16%)kV

110kV

110kV

110(1±11%)kV

〈표 1-2〉탭 절환기 선정 예


승압변압기를 가진3상 단권변압기

변압기의 종류 3상 전력변압기

중성점 극성절환방식

110(1±11%)Un(x±y%)(kV)

최저 허용 Pst를가진 탭 절환기

①

83

122.1

97.9

결 선〈그림1-9〉

Pn(MVA)

Umax(kV)

Umin(kV)

±9

490

778

381

M Ⅲ 500

1000

극성절환스위치

1019 1W

─

230

110

탭 선택기 B

M Ⅲ 500/B-1019 1W

Steps

Imax (A)

Ust (V)

Pst＝Ust Imax(kVA)

Pstn (kVA)

절환 선택기

기본 회로도

Up 1.2/50㎲(kV)

50Hz(kV)

선정된 절연계급(kV)

최저 내압을 가진탭 선택기 크기M Ⅲ 500/B-1019 1W

②

50

122.1

97.9

±9

295

778

230

M Ⅲ 300

900

전위절환선택기

1019 1G

─

230

110

탭 선택기 B

M Ⅲ 300-110/B-1019 1G

③

220

259.6

180.4

±13

700

1760

1230

3×M Ⅰ 802

2000

극성절환선택기

1427 1W

550

230

110

탭 선택기 B

3×M Ⅰ 802-110/D-1427 1W

④

90

134.2(72.6)

85.8(72.6)

±13

700

1760

1230

M Ⅲ 300

900

극성절환선택기

1835 1W

─

140

60

탭 선택기 B

M Ⅲ 300-60/D-1835 1W

전압조정방식

임계충격전압(kV, 1.2/50㎲)

동작전압

절연계급

중성점 극성절환방식

110(1±11%)

직렬 극성절환방식

220(1±18%)

극성 절환방식(중간회로 삽입)

110(1±22%)｛72.6(0±100%)｝

3상 전력변압기 3상 단권변압기

※ⅰ) ( )내는 중간회로에 적용ⅱ) 1)은 유도전압시험(2Un) 때의 교류전압 스트레스

1)

구조 및 동작원리 비교


구분 구 조 동 작 원 리

변압기 절연유가 대기와 차단되도록 질

소 가스(N₂Gas)및 절연유를 봉입하여

변압기 내부 압력의 변동에 따라 질소

체적이 가감되어 GOST 유면의 높이가

자동적으로 조절 되므로써 변압기 본체

의 절연유 열화를 방지한다.

Conservator속의 고무막(Diaphragm)

이 절연유의 팽창 및 수축에 따라 유동

되게 하므로써 절연유의 열화를 방지

한다.

변압기 절연유의 온도변화에 기인한 팽

창수축에 따라 Conservator 속의 고무

백 (Air Seal Cell)이 팽창,수축운동을

하게 하여 절연유의 열화를 방지한다.

GOST

(Gas

Oil Se

al T

ank)

Diap

hrag

m C

onse

rvator

Air S

eal C

ell C

onse

rvator

방식별 장단점 비교


구분 장 점 단 점

1. 별도의 기초 베이스를 설치해야 한다.

2. 제작처에는 절연유가 다량 소요된다.

3. N₂Gas가 절연유에 혼입되어 절연력을약화시킬 수 있다.

4. Gas가 유중에 혼입되므로 운전에 따라빈번하게 Gas를 충전해야 한다.

5. 세계적으로 사용 중지하는 추세에 있다.

1. 구조에 나타난 바와 같이 봉입된 질소가스 및 변압기본체의 절연유를 통해 변압기 본체의 절연유를 대기와 완전하게 차단시켜 절연유의 열화정도를 극소화할 수 있다.

2. 구조와 동작원리가 간단하여 오동작이 거의 없다.

3. 설치 및 조작, 운전이 용이하고 보수 및 점검이 대단히 간편하다.

1. 고무막을 사용하므로 대기와의 분리가 확실하고, 변압기 절연유의 열화를 우수하게 방지한다.

2. 변압기 본체 상부에 취부되므로 별도 베이스를 설치할 필요가 없다.

3. Conservator 내부에는 항상 대기압을 유지할 수 있고, 냉각효과가 크게 된다.

4. 설치 이후에는 보수가 불필요하므로 유지 비용이 적게 든다.

1. 고무백을 사용하여 Conservator 속의 절연유와 대기를 완전 차단하므로, 변압기 절연유의 열화 현상을우수하게 방지한다.

2. Diaphragm 2번항과 동일



5. Diaphragm에 비해 운전시 Partial Stress를 적게받는다.

6. Conservator에 연결 부위가 없으므로 누유의 염려가 없다.

7. 수출품에 전량 적용하고 있으며, 효성 표준이다.

1. 고무막이 터지면 열화방지 장치로서의기능을 상실한다.

2. 고무막의 취급 및 교환이 불편하다

3. 공급 납기가 매우 길다.

4. 고무막의 전 주위를 압착하여 조립 사용하므로 누유 가능성이 높다.

1. 고무백의 취급 및 교환이 불편하다.

GOST

(Gas

Oil Se

al T

ank)

Diap

hrag

m C

onse

rvator

Air S

eal C

ell C

onse

rvator

설치목적

변압기 내부 사고시에 분출유의 구외유출 및 지하침투를 방지하기 위함.

설치근거(전기설비기술기준 제51조 `93.9.3 신설)

사용전압이 10만볼트 이상의 중성점 직접 접지식 전로에 접속하는 변압기를 설치하는 곳에는

절연유의 구외유출 및 지하침투를 방지하기 위하여 절연유 유출 방지 설비를 하여야 한다.

설치기준

1) 옥외 변압기 설비

구외 유출 방지설비는 154kV이상 주변압기를 대상으로 아래와 같이 설치한다.

■유수 유출 방지턱

변압기의 분출유와 소화용수(이하“유수”라 한다)의 확산 유출을 방지하기 위하여 변압기 주

위로 콘크리트 블록을 설치하고 그 내측에 자갈 깔기를 하며 유수가 지하로 스며들지 않도록

하되 유류와 물을 분리할 수 있는 기능을 보유토록 한다.

■배유수조

유수 유출방지턱의 용량이 충분치 아니한 경우에는 변압기 주변에 배유수조를 설치한다.

■설계기준

유수 유출 방지설비의 소요 용량은 다음 식에서 구한 값 이상으로 한다.

Q ＝ Q₁+ Q₂+ Q₃［㎥］

Q : 유수 유출 방지설비의 소요용량

Q₁: 변압기 사고시의 분출유량(변압기 내장 유량의 50%)

Q₂: 초기 소화용 방수 소요량

Q₃: 공공 소방차의 방수량(40㎥ 이상)

(주) 1. 자갈깔기층의 자갈사이의 공적률(유수점유율)은 30%로 본다.2. 자연배수 구조일 경우에는 Q₂, Q₃는 변압기 내장유량의 50%로 한다.


2) 옥내 변압기 설비

■분출유 유출방지 대책

변압기실의 바닥은 기울기를 주어 분출유가 집유조로 흘러 들어가도록 하여야 하며 필요하다

고 인정되는 경우 유수분리 장치를 하여야 한다.

■설계기준

옥내 변압기를 대상으로 한 절연유 유출 방지설비의 용량 상정을 나타내면 다음과 같다.

Q≥Q₁여기서, Q : 절연유 유출 방지설비의 용량

Q₁: 사고시의 변압기 분출유량(변압기 내장유량의 50%)

(주) 1. 기타는 옥외 변압기 경우에 준한다.2. 발전소의 옥내 변압기에 주수식의 소화설비를 설치한 경우에는 상기의 분출 유량에 추가하여 소화용 방수의

수납용량을 고려하여 설치하여야 한다.

절연유 구외유출 방지설비 관련 기술자료

1) 한국전력 설계기준-2930(소방대책, 발췌분)

(유수 유출 방지설비/옥외설비)

■설치기준

유수 유출 방지설비는 154kV이상 주변압기를 대상으로 아래와 같이 설치한다.

■유수 유출 방지턱

변압기의 분출유와 소화용수(이하“유수”라 한다)의 확산 유출을 방지하기 위하여 변압기 주

위에 콘크리트 블럭을 설치하고 그 내측에 자갈깔기를 하며 유수가 지하로 스며들지 않도록

하되 유류와 물을 분리할 수 있는 기능을 보유토록 한다.

■배유수조

유수 유출 방지턱의 용량이 충분치 아니한 경우에는 변압기 주변에 배유 수조를 설치한다.

■설계기준

유수 유출 방지설비의 소요용량은 다음 식에서 구한 값 이상으로 한다.

Q ＝ Q₁+ Q₂+ Q₃［㎥］


Q : 유수 유출 방지설비의 소요용량

Q₁: 변압기 사고시의 분출유량(변압기 내장 유량의 50%)

Q₂: 초기 소화용 방수 소요량

Q₃: 공공 소방차의 방수량(40㎥ 이상)

(주) 1. 자갈깔기 층의 자갈사이의 공적률(유수점유율)은 30%로 본다.2. 자연배수 구조일 경우에는 Q₂, Q₃는 변압기 내장유량의 50%로 한다.

■변압기실의 방화 대책(분출유, 유출방지 대책)

변압기실의 바닥은 기울기를 주어 분출유가 집유조로 흘러 들어가도록 하여야 하며 필요하다

고 인정되는 경우 유수분리 장치를 하여야 한다.

2) 일본 발변전 규정(JEAC 5001) / 제1-6조 절연유의 구외 유출 방지

■절연유 유출 방지설비의 시설 / 《일본 전기설비기술기준》제44조의 2 (절연유의 구외유출 방지)

중성점 직접 접지식 전로에 접속하는 변압기는 그 내부사고시 지락전류가 크고 아크에 의한

분해가스 발생이 다량으로 되기 때문에 탱크 내부압력이 급격히 상승하여 탱크가 파손될 우

려가 있다. 그러므로 만일 변압기 탱크가 파손된 경우 그 분출유가 구외유출 또는 지하침투

에 의한 2차 재해 확대를 방지할 필요가 있고 그 확대 방지를 목적으로 하여 변압기를 대상

으로 절연유 유출 방지설비를 시설하는 것이다. 한편 중성점 직접 접지식 이외의 전로에 접

속하는 변압기의 유중 내부사고는 아크에너지가 적고, 절연유의 분해가스 발생량도 작으므로

탱크 파손에 이를 우려가 없는 것으로 고려되지만, 특히 옥내설치 변압기에 있어서는 변압기

실의 바닥 구배를 두어 유조를 집유하거나, 또는 변압기설치 바닥레벨을 타실 통로보다 일단

낮게 하는 등 만일의 경우 분출유가 타실, 통로에 유출하지 않도록 바닥구조에 대하여 배려

한다.


1. 절연유 유출방지 설비의 시설

중성점 직접 접지식 전로에 접속하는 변압기를 설치하는 개소에는 절연유의 구외 유출 및 지하침

투를 방지하기 위해 절연유 유출 방지설비를 시설하여야 한다.

2. 절연유 유출 방지설비의 종류와 그 시설방법

변압기 내부사고시에 있어서 분출유의 구외 유출 및 지하침투를 방지하기 위한 제대책은 JEAG

5002 d변전소 등에 있어서 방화대책 지침e에 의한 것이 바람직하다.

■절연유 유출방지설비의 종류와 그 시설방법

《옥외 변압기의 경우》

① 유수(油水) 유출 방지턱

변압기의 분출유 및 소화용수(이하“유수(油水)”라 한다)의 확산유출을 방지하기 위해 변압기의

주위에 콘크리트 블록 등을 뱅크마다에 설치하고 그 내측은 모래를 깔아 사용한다.

② 배유수조(排油水槽)

유수(油水) 유출방지턱의 용량이 충분하지 않은 경우는 변압기 주변에 배유수조를 설치한다.

③ 집유수류승(集油水溜升)

유수(油水) 유출방지턱, 배유수조(排油水槽)만으로 수납할 수 없는 경우에는 각 뱅크간 공통의

집유수류승(集油水溜升)을 설치하고, 그것의 설비와 연결한다.

④ 기타 설비

유수(油水) 유출방지턱내 또는 배유수조(排油水槽) 내의 유수(油水)가 만일 유출한 경우에 대비

하여 건물(본관, 계전기실 등)과 케이블 피트 취합구에는 모래 등을 충진한다. 또 배수구의 구외

로의 출구 부근에 모래, 흙부대 등을 상비하고 만일의 경우는 배수 피트 내의 모서리 구멍 등을

틀어막아 유수(油水)의 유출방지를 도모한다.

상기 네가지의 절연유 유출 방지설비는 지질에 따라 유수(油水)가 지하에 침투하여 구외에 유출

하는 등 환경오염의 우려가 있는 경우 아스팔트 또는 콘크리트 등에 의한 침투방지 대책이 필요

하다.

《옥내 변압기의 경우》

① 유류(油溜)

변압기의 주변에 유류(油溜)를 시설하고 분출유가 타실 또는 통로에 유출하지 않는 구조로 한다.

② 집유조

변압기 주변의 유류(油溜)에서 집유할 수 없는 경우 또는 실내에 유류(油溜)를 설치하지 않는

경우에는 도유관(導油管)으로 집유조에 수납한다.


■변압기 사고시의 상정(想定) 분출유량

과거의 변압기 사고 예를 보면 사고의 발생개소 또는 그 양상에 따라 분출유량에 차이가 있

고 본체 상부 탱크 용접부가 파손되고 이에 따라 상부의 기름이 분출한 케이스가 가장 많다.

또한, 본체 하부에는 구조상 특별히 불충분한 부분이 없으므로 본체 상부 탱크 접속부의 파

손에 의한 유출(油出)이 가장 가혹한 사고로 생각된다.

따라서 상정분출 유량으로서는 상부 탱크용량과 콘서베이타 유량의 합계를 고려할 필요가 있

지만 구체적으로는 변압기 설계 실적으로 상정하여 변압기 전유량의 50%를 고려하여 상정

한다.

■소화설비와의 관련

중성점 직접 접지식 전로에 접속하는 변압기는 그 내부 사고시 아크에너지가 대단히 크므로

탱크가 파단(破斷)한 경우 분출유에 착화하여 변압기 화재 사고로 진전할 우려가 있으므로

이러한 만일의 경우를 고려하여 소화설비를 설치하는 것이 바람직하다.

또 주수식(注水式)의 소화설비를 설치한 경우 변압기의 분출유와 소화용수의 유출을 방지할

필요가 있고 절연유 유출 방지설비의 용량결정에 적합한 것은 그 방수 소요 수량을 고려하여

설치하여야 한다.

■절연유 유출 방지설비의 용량

절연유 유출 방지설비의 용량은 변압기 사고시 분출유량을 수납할 수 있는 용량 이상으로

한다.

《옥외 변압기의 경우》

주수식의 소화설비 또는 공공(公共)의 소방차에 의한 소화방수를 고려하는 경우 용량 산정을

나타내면 다음과 같다.

Q ≥ Q₁+ Q₂+ Q₃

Q : 절연유 유출 방지설비의 용량

Q₁: 사고시의 변압기 분출 유량

Q₂: 초기 소화용의 방수(放水) 소요수량

Q₃: 공공 소방차의 방수(放水) 소요수량

［Q₁, Q₂및 Q₃의 산정］

① 사고시의 변압기 분출유량 : Q₁

분출유량은 변압기 전유량의 50%가 유출하는 것으로 상정하여 그 소요용량을 산정한다.


② 초기 소화용의 방수 소요수량 : Q₂

초기 소화용의 방수 소요수량은 주수식의 고정식 소화설비, 옥외 소화전설비가 분유(噴油) 발

화 후로부터 방수(放水)를 개시하고 그 후 공공(公共)의 소방차가 도착하여 활동을 개시할 때

까지의 시간으로 산출한다. 즉, 자체 소화활동에 필요한 방수량으로 소방법 시행규칙 제16조

(물분무 소화설비에 관한 기준)에 의하면 20분간 방사하는 것이 가능한 양 이상으로 규정하

고 있으므로 그 시간을 최저 기준으로 하여 발변전소 등의 입지조건을 고려하여 결정한다.

③ 공공소방차의 방수 소요수량 : Q₃

공공소방차의 방수 소요수량은 소방수량(消防水量)의 기준을 정하는 고시(제3조 제1항)에 준

한 상시 저수량 40m3이상으로 한다.

《옥내 변압기의 경우》

옥내 변압기를 대상으로 한 절연유 유출 방지설비의 용량상정을 나타내면 다음과 같다.

Q ≥ Q₁

Q : 절연유 유출 방지설비의 용량

Q₁: 사고시의 변압기 분출 유량

［Q₁의 산정］

① 사고시의 변압기 분출수량 : Q₁

옥외 변압기의 경우에 준한다.

즉, 발전소의 옥내 변압기에 주수식의 소화설비를 설치한 경우에는 상기의 분출 유량에 추가

하여 소화용 방수(消火用放水)의 수납용량을 고려하여 설치하여야 한다. 이 경우의 소화설비

의 설치규제에 대해서는「전기설비가 설치되어있는 부분 등에 있어서 소화설비의 취급에 대

하여(1976년 7월 20일 소방예 제37호)」를 참조하기 바람.

※이외에 발변전소 등에 있어서 소화방지(消火防止) 대책에 대해서는 JEAG 5002 「발변전소에

있어서 방화대책 지침」를 참조 하기바람.

⑶ 관련 설비 도면

지상 집유조 설치도 (예시)

지하 집유정 설치도 (예시)




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